Água e gasolina estão contidas no interior de um cilindro, cujas alturas de fluido são 0,5 e 1 m , respectivamente. Determine a pressão na superfície inferior da camada de água, sabendo-se que a pressão atmosférica é 101 kPa .

Passo 1

Beleza, então o exercício diz que num cilindro temos duas camadas de líquido: água e gasolina. A camada de água tem 0,5 m de altura e, em cima dela, tem 1 m de gasolina. Queremos saber a pressão lá embaixo da água (ou seja, na superfície inferior da camada de água), sabendo que a pressão lá em cima, na superfície livre da gasolina, é a pressão atmosférica .
Conteúdo: hidrostática (princípio de Pascal), cálculo de pressão em função da altura de fluido ( ). Vamos precisar de:
  • densidade da água ( á);
  • densidade da gasolina (vamos usar );
  • aceleração da gravidade ( ).

Passo 2

Pelo princípio da hidrostática, a pressão aumenta conforme descemos no fluido, obedecendo
P = P0 + rho,g,h
Aqui temos duas camadas: primeiro descemos 1 m na gasolina, depois mais 0,5 m na água. A pressão inicial é a pressão atmosférica .

Passo 3

Vamos somar o “peso colunar” de cada camada:
  1. Queda de 1 m na gasolina:
De
  1. Queda de 0,5 m na água:
Deááá

Resposta

A pressão na superfície inferior da camada de água é
P = Patm + Deá
Ou seja, aproximadamente 113 kPa.

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